2019-2020年高中物理 第3章 拋體運動 第4講 斜拋運動學案 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 第3章 拋體運動 第4講 斜拋運動學案 魯科版必修2 [目標定位]　1.知道斜拋運動的概念及性質.2.知道斜拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動.3.會用實驗探究斜拋運動的射程、射高跟初速度和拋射角的關系，會計算射程與射高． 一、斜拋運動的軌跡 1．定義：以一定的________將物體與水平方向成一定角度________拋出，物體僅在______作用下所做的曲線運動． 2．性質：加速度為重力加速度的________曲線運動，軌跡是________． 3．運動的分解(如圖1) 圖1 水平方向：由于不受外力作用，分運動為____________，速度大小為________． 豎直方向：由于受到重力作用，該分運動是加速度為g的________________，初速度大小為________． 想一想　奧運會上，林丹與李宗偉的決賽堪稱羽毛球比賽的經典，林丹將李宗偉的扣球輕輕向上一挑，羽毛球落在了對方的場地內．被林丹斜向上挑出的羽毛球是做斜拋運動嗎？ 二、斜拋運動的射高和射程 1．射高 斜拋運動中物體所能達到的____________． 2．射程 物體從拋出點到落地點的____________．射程和射高與________和________有關． 3．彈道曲線：由于空氣阻力的影響，軌跡不再是理論上的________，而是實際的拋體運動曲線． 想一想　只要增大拋出時的速度，物體的射程就會變遠嗎？ 一、對斜拋運動的理解 1．受力特點 斜拋運動是忽略了空氣阻力的理想化運動，因此物體僅受重力，其加速度為重力加速度g. 2．運動特點 斜拋運動是勻變速曲線運動，其軌跡為拋物線． 3．速度變化特點 由于斜拋運動的加速度為定值，因此，相等的時間內速度的變化相同，即Δv＝gΔt，方向豎直向下． 4．對稱性特點 圖2 (1)速度對稱：關于過軌道最高點的豎直線對稱的兩點：速度大小相等或水平方向速度相等，豎直方向速度等大反向，如圖2所示． (2)時間對稱：關于過軌道最高點的豎直線對稱的曲線，上升時間等于下降時間． (3)軌跡對稱：斜拋運動軌跡關于過最高點的豎直線對稱． 例1　一名高一學生遠投籃球的照片如圖3所示．不計空氣阻力，球出手后開始計時，在整個飛行過程中籃球受力與運動關系分析正確的是(　　) 圖3 A．籃球受到飛行方向的推動力、重力，將在空中做直線運動 B．籃球受到飛行方向的推動力、重力，將在空中做曲線運動 C．籃球只受重力，將在空中做勻變速運動 D．籃球只受重力，將在空中做曲線運動 針對訓練　如圖4所示，從地面上同一位置拋出兩小球A、B，分別落在地面上的M、N點，兩球運動的最大高度相同．空氣阻力不計，則(　　) 圖4 A．B的加速度比A的大 B．B的飛行時間比A的長 C．B在最高點的速度比A在最高點的大 D．B在落地時的速度比A在落地時的大 二、斜拋運動的規(guī)律及應用 1．斜拋物體沿水平和豎直兩個方向的分運動規(guī)律 水平方向：x＝v0tcos θ，vx＝v0cos θ 豎直方向：y＝v0tsin θ－gt2，vy＝v0sin θ－gt. 2．射高和射程 (1)斜拋運動的飛行時間：T＝＝. (2)射高：Y＝＝. (3)射程：X＝v0cos θT＝＝，對于給定的v0，當θ＝45時，射程達到最大值Xmax＝.由Y、X的表達式可知射高和射程跟拋射初速度v0和拋射角θ有關． 特別提醒　(1)斜拋物體達到最高點時的速度不等于零，只是速度的豎直分量減為零． (2)初速度大小一定的情況下，拋射角越大，射高越高，但射程不一定越遠． 例2　從某高處以6 m/s的初速度、以30拋射角斜向上方拋出一石子，落地時石子的速度方向和水平線的夾角為60，求石子在空中運動的時間和拋出點離地面的高度(g取10 m/s2)． 例3　一座炮臺置于距地面60 m高的山崖邊，以與水平線成45角的方向發(fā)射一顆炮彈，炮彈離開炮口時的速度為120 m/s.求： (1)炮彈所達到的最大高度； (2)炮彈落到地面時的時間和速度大??； (3)炮彈的水平射程．(忽略空氣阻力，g取10 m/s2) 對斜拋運動的理解 1．一物體做斜拋運動(不計空氣阻力)，在由拋出到落地的過程中，下列表述中正確的是(　　) A．物體的加速度是不斷變化的 B．物體的速度不斷減小 C．物體到達最高點時的速度等于零 D．物體到達最高點時的速度沿水平方向 2.如圖5所示是一斜拋物體的運動軌跡，A、B是軌跡上等高的兩個點，物體經過A、B兩點時不相同的物理量是(　　) 圖5 A．加速度 B．速度 C．速度的大小 D．速度的方向 斜拋運動的規(guī)律及應用 3．由消防水龍帶的噴嘴噴出水的流量是0.28 m3/min，水離開噴口時的速度大小為16 m/s，方向與水平面夾角為 60，在最高處正好到達著火位置，忽略空氣阻力，則空中水柱的高度和水量分別是(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A．28.8 m　1.1210－2 m3 B．28.8 m　0.672 m3 C．38.4 m　1.2910－2 m3 D．38.4 m　0.776 m3 4．在水平地面上斜向上拋出一個物體，初速度為v0＝40 m/s，拋射角為θ＝60，試求該物體在空中的飛行時間及射程和射高．(g取10 m/s2) 答案精析 第4講　斜拋運動 預習導學 一、1.初速度　斜向上　重力 2．勻變速　拋物線 3．勻速直線運動　v0cos θ　豎直上拋運動　v0sin θ 想一想　不是斜拋運動，被斜向上挑出的羽毛球除了受到重力外，還受到不可忽略的空氣阻力作用． 二、1.最大高度 2．水平距離　初速度　拋射角 3．拋物線 想一想　不一定．斜拋運動的物體其射程還與拋射角有關． 課堂講義 例1　CD　[籃球出手后僅受重力作用，選項A、B錯誤；籃球出手后做斜上拋運動，只受重力作用，加速度恒為重力加速度，所以籃球做勻變速曲線運動，選項C、D正確．] 針對訓練　CD 例2　1.2 s　3.6 m 解析　如圖所示，石子落地時的速度方向和水平線的夾角為60，則＝，即vy＝vx＝v0cos 30＝6 m/s＝9 m/s. 取向上為正方向，落地時豎直速度向下，則 －vy＝v0sin 30－gt，得t＝1.2 s. 由豎直方向位移公式： h＝v0sin 30t－gt2＝31.2 m－101.22 m＝－3.6 m， 負號表示落地點比拋出點低． 例3　(1)420 m　(2)17.65 s　125 m/s　(3)1 498 m 解析　(1)豎直分速度v0y＝v0sin 45＝v0＝60 m/s 所以h＝＝ m＝360 m 故炮彈所達到的最大高度hmax＝h＋h0＝420 m； (2)上升階段所用時間t1＝＝ s＝6 s 下降階段所用時間 t2＝ ＝ s＝2 s 所以運動的總時間t＝t1＋t2＝(6＋2) s≈17.65 s 落地時的水平速度vx＝v0x＝v0cos 45＝60 m/s 落地時的豎直速度vy＝ 合速度v＝＝ m/s ≈125 m/s (3)水平射程x＝vxt＝6017.65 m≈1 498 m. 對點練習 1．D　2.BD　3.A 4．6.9 s　138.6 m　60 m 解析　(1)根據(jù)斜上拋運動的對稱性可知，上升階段與下降階段的運動時間相等，上升階段，豎直方向做豎直上拋運動，則0＝v0sin θ－gt1， 運動時間為t＝2t1＝＝4 s≈6.9 s (2)射程為X＝v0cos θt＝80 m≈138.6 m (3)射高為Y，也就是下降階段自由落體運動的高度． Y＝＝60 m(或Y＝gt＝60 m)